Bài 18. Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide trang 114, 115, 116, 117, 118, 119 Hóa 10 Chân trời sáng tạo

CH tr 114 MĐ

Thủy tinh vốn cứng, trơn và khá trơ về mặt hóa học nên việc chạm khắc là điều không đơn giản. Trước đây, muốn khắc các hoa văn, cần phủ lên bề mặt thủy tinh một lớp paraffin, thực hiện chạm khắc các hoa văn lên lớp paraffin, để phần thủy tinh cần khắc lộ ra. Nhỏ dung dịch hydrofluoric acid hoặc hỗn hợp CaF₂ và H₂SO₄ đặc lên lớp paraffin đó, phần thủy tinh cần chạm khắc sẽ bị ăn mòn, tạo nên những hoa văn trên vật dụng cần trang trí. Quá trình ăn mòn thủy tinh xảy ra thế nào? Các ion halide có tính chất gì?

Lời giải chi tiết:

- Quá trình ăn mòn thủy tinh:

CaF₂ + 2H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HF↑

+ Thủy tinh có thành phần chính là SiO₂

SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O

- Các ion halide có tính khử

CH tr 114 CH

1. Dựa vào Bảng 18.1 và Hình 18.1, cho biết nhiệt độ sôi của các hydrogen halide từ HCl đến HI biến đổi như thế nào? Giải thích

Phương pháp giải:

- Dựa vào lực tương tác van der Waals

Lời giải chi tiết:

Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI. Nguyên nhân là do khối lượng phân tử tăng, làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử, dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng

CH tr 114 CH

2. Quan sát Hình 18.2, giải thích nhiệt độ sôi cao bất thường của hydrogen fluorine so với các hydrogen halide còn lại.

Phương pháp giải:

HF có liên kết hydrogen liên phân tử

Lời giải chi tiết:

Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen fluoride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại

CH tr 115 LT

Thông tin trong Bảng 18.1 cho biết độ tan của hydrogen fluoride trong nước ở 0^oC là vô hạn. Giải thích nguyên nhân dẫn đến tính chất này.

Phương pháp giải:

- HX (X là halogen) đều có liên kết hydrogen liên phân tử với H₂O

- Ở 0^oC: HCl, HBr, HI đều là chất khí, chỉ có HF là chất lỏng

CH tr 115 CH

3. Dựa vào Bảng 17.2 và Bảng 18.1, nhận xét mối liên hệ giữa sự biến đổi năng lượng liên kết và độ dài liên kết H-X với sự biến đổi tính acid của các hydrohalic acid

Phương pháp giải:

- Năng lượng liên kết giảm dần

- Độ dài liên kết tăng dần

- Tính acid là khả năng tách hydrogen

Lời giải chi tiết:

- Đi từ HF đến HI: năng lượng liên kết giảm dần

=> Sự liên kết giữa H và X giảm dần

=> Độ dài liên kết tăng dần

=> Khả năng tách hydrogen tăng dần

=> Tính acid tăng dần

CH tr 115 LT

Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau:

(1) NaOH + HCl →

(2) Zn + HCl →

(3) CaO + HBr →

(4) K₂CO₃ + HI →

Lời giải chi tiết:

(1) NaOH + HCl → NaCl + H₂O

(2) Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

(3) CaO + 2HBr → CaBr₂ + H₂O

(4) K₂CO₃ + 2HI → 2KI + CO₂ + H₂O

CH tr 116 VD

Em hãy đề xuất cách bảo quản hydrofluoric aicd trong phòng thí nghiệm

Phương pháp giải:

HF có tính ăn mòn thủy tinh

Lời giải chi tiết:

HF có tính acid yếu nhưng có tính ăn mòn thủy tinh:

SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O

=> Trong phòng thí nghiệm người ta dùng bình bằng nhựa

CH tr 116 CH

4. Nhận xét sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố halogen trong phản ứng của muối halide với dung dịch H₂SO₄ đặc

Lời giải chi tiết:

- F^- không tham gia phản ứng với H₂SO₄ đặc

- Cl^- chỉ tham gia phản ứng trao đổi với H₂SO₄ đặc

- Br^- tham gia phản ứng với H₂SO₄ đặc sẽ lên Br⁰ (Br₂)

- I^- tham gia phản ứng với H₂SO₄ đặc sẽ lên I⁰ (I₂)

CH tr 116 CH

5. Viết quá trình các ion halide bị oxi hóa thành đơn chất tương ứng

Lời giải chi tiết:

2F^- → F₂⁰ + 2e

2Cl^- → Cl₂⁰ + 2e

2Br^- → Br₂⁰ + 2e

2I^- → I₂⁰ + 2e

CH tr 116 LT

Phản ứng nào dưới đây chứng minh tính khử của các ion halide:

(1) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

(2) 2NaCl $\overset{d p n c}{\to}$ 2Na + Cl₂↑

(3) 2HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂↑ + 2H₂O

(4) HI + NaOH → NaI + H₂O

Phương pháp giải:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các halogen

Bước 2: Xác định halogen nào có sự tăng số oxi hóa

=> Tính khử

Lời giải chi tiết:

(1): Không có sự thay đổi số oxi hóa

(2): Cl từ -1 lên 0 => Thể hiện tính khử

(3): Br từ -1 lên 0 => Thể hiện tính khử

(4) Không có sự thay đổi số oxi hóa

=> Phản ứng (2) và (3) chứng minh tính khử của các ion halide

CH tr 117 CH

6. Tiến hành thí nghiệm và quan sát hiện tượng. Dựa vào phương trình hóa học của các phản ứng, nêu cách nhận biết các ion halide trong dung dịch

Phương pháp giải:

Sử dụng muối Ag⁺

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng và phương trình hóa học:

+ Dung dịch NaF: không có hiện tượng gì, không xảy ra phản ứng hóa học

+ Dung dịch NaCl: xuất hiện kết tủa trắng AgCl

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

+ Dung dịch NaBr: xuất hiện kết tủa vàng nhạt AgBr

AgNO₃ + NaBr → AgBr↓ + NaNO₃

+ Dung dịch NaI: xuất hiện kết tủa vàng AgI

AgNO₃ + NaI → AgI↓ + NaNO₃

Cách nhận biết dung dịch muối halide

- Cho dung dịch AgNO₃ vào 4 ống nghiệm chứa 4 dung dịch muối halide (từ F đến I)

+ Ống không có hiện tượng gì thì đó là muối F^-

+ Ống có kết tủa trắng thì đó là muối Cl^-

+ Ống có kết tủa vàng nhạt thì đó là muối Br^-

+ Ống có kết tủa vàng thì đó là muối I^-

CH tr 117 LT

Nêu cách nhận biết 2 dung dịch CaCl₂ và NaNO₃, viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra

Phương pháp giải:

Sử dụng muối AgNO₃

Lời giải chi tiết:

- 2 dung dịch CaCl₂ và NaNO₃ cho vào 2 ống nghiệm:

+ Mỗi ống nghiệm cho khoảng 2 mL AgNO₃. Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng thì đó là dung dịch CaCl₂, ống nghiệm nào không có hiện tượng gì thì đó là dung dịch NaNO₃

CaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl↓ + Ca(NO₃)₂

CH tr 118 CH

7. Tìm những ứng dụng khác của hydrogen halide trong đời sống, sản xuất

CH tr 118 VD

Bệnh đau dạ dày sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, nguyên nhân chính là do căng thẳng kéo dài và các thói quen chưa hợp lí. Trong dịch vị dạ dày, khi HCl có nồng độ nhỏ hơn 10^-4 M gây ra bệnh khó tiêu hóa, khi nồng độ lớn hơn 10^-3 M, gây ra bệnh ợ chua. Thông thường, bên cạnh lời khuyên nghỉ ngơi và thay đổi các thói quen chưa hợp lí, bác sĩ chỉ định bệnh nhân mắc bệnh ợ chua sử dụng một số thuốc chứa NaHCO₃ để điều trị. Giải thích tác dụng của thuốc chứa NaHCO₃

Phương pháp giải:

HCl + NaHCO₃ → NaCl + CO₂ + H₂O

Lời giải chi tiết:

- Trong dạ dày có chứa dung dịch HCl. Người bị đau dạ dày là người có nồng độ dung dịch HCl cao làm dạ dày bị bào mòn. NaHCO₃ dùng để chế thuốc đau dạ dày vì nó làm giảm hàm lượng dung dịch HCl có trong dạ dày nhờ phản ứng:

HCl + NaHCO₃ → NaCl + CO₂ + H₂O

- Không nên dùng Na₂CO₃ vì dùng NaHCO₃ trung hòa dịch vị 1 cách từ từ

Bài tập 1

Bài 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong các trường hợp:

a) Kim loại Mg phản ứng với dung dịch HBr

b) Dung dịch KOH phản ứng với dung dịch HCl

c) Muối CaCO₃ phản ứng với dung dịch HCl

d) Dung dịch AgNO₃ phản ứng với dung dịch CaI₂

Lời giải chi tiết:

a) Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂

b) KOH + HCl → KCl + H₂O

c) CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

d) AgNO₃+ CaI₂ → AgI↓ + Ca(NO₃)₂

Bài tập 2

Bài 2: Trong phòng thí nghiệm, một khí hydrogen halide (HX) được điều chế theo phản ứng sau:

NaX_(khan) + H₂SO_4(đặc) $\overset{t^{o}}{\to}$ HX↑ + NaHSO₄ (hoặc Na₂SO₄)

a) Cho biết HX là chất nào trong các chất sau: HCl, HBr, HI. Giải thích.

b) Có thể dụng dung dịch NaX và H₂SO₄ loãng để điều chế HX theo phản ứng trên được không. Giải thích

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

a) Khi phản ứng với H₂SO₄ đặc, NaI và NaBr đều bị oxi hóa thành I₂ và Br₂. Chỉ có NaCl tác dụng với H₂SO_4(đặc) tạo ra HCl

=> X là Cl

b) Không thể dùng H₂SO₄ loãng vì HX đều là những acid mạnh

Bài tập 3

Bài 3: “Natri clorid 0,9%” là nước muối sinh lí chứa sodium chloride (NaCl), nồng độ 0,9% tương đương các dịch trong cơ thể người như máu, nước mắt,… thường được sử dụng để súc miệng, sát khuẩn,… Em hãy trình bày cách pha chế 500 mL nước muối sinh lí

Phương pháp giải:

d_nước = 1 g/mL

$0, 9 % = \frac{m_{c t}}{m_{dd}} .100 % = \frac{m_{N a C l}}{m_{N a C l} + m_{H_{2} O}} .100 %$

Lời giải chi tiết:

Coi khối lượng muối cho vào rất ít, không ảnh hưởng đến thể tích dung dịch

=> V_nước = 500 mL

Mà d_nước = 1 g/mL

=> m_H2O = 500 gam

Ta có:

$0, 9 % = \frac{m_{c t}}{m_{dd}} .100 % = \frac{m_{N a C l}}{m_{N a C l} + m_{H_{2} O}} .100 % = \frac{m_{N a C l}}{m_{N a C l} + 500} .100 %$

=> m_NaCl = 4,54 gam

- Cách pha chế:

+ Cho khoảng 100 mL nước vào bình định mức 500 mL

+ Cân 4,54 gam NaCl và cho vào bình định mức

+ Lắc đều cho đến khi muối tan hết

+ Tiếp tục cho nước đến vạch định mức 500 mL

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết bài 18: Hydrogen halide và một số phản ứng của ion Halide